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精英家教网 如图所示,质量m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上,现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=5m/s从左端滑上小车.物块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2.要使物块不从小车右端滑出,小车的车长L至少为多少?
分析:要使物块恰好不从小车上滑出,需物块到小车右端时与小车有共同的速度,选物块与小车组成的系统,水平方向动量守恒列出等式.
由功能关系列出等式求解.
解答:解:要使物块恰好不从小车上滑出,需物块到小车右端时与小车有共同的速度v,则
m2v0=(m1+m2)v  ①
由功能关系有
1
2
m2v02=
1
2
(m1+m2)v2+μm2gL  ②
代入数据解得L=1.5 m   ③
故要使物块不从小车右端滑出,小车的长度不能少于1.5 m  
答:小车的车长L至少为1.5 m.
点评:物块不从小车右端滑出的临界条件为,两者达到共同速度时物块恰好到达小车右端,两者对地的位移差恰等于车的长度,对于两者组成系统动量守恒,在对两者应用功能关系求解,有一定的运算量,难度适中.
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